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引领新世代微控制器的开发与应用 : MCC 与 CIP
 

【作者: 楊雲樟】2016年08月19日 星期五

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前言: 单晶片微处理控制器发展至今也超过 45个 (Intel 4004, 1971)年头了,当然这段期间微控制器也遵循着模尔定律的快速成长方式来发展。以目前唾手可得的 MCU 就其功能与效能来看就远比80年代使用 8088 为核心的个人电脑 (PC) 的表现更为优秀,当然这全拜于半导体不断进步的制程。在早期使用 MCU 的工程师都知道 MCU 内建的周边是极为精简的,如 8051 就只有 I/O, Timer 及 UART 使用起来也没有繁杂的设定。但现今各家所发展出的 MCU 已今非昔比,周边种类多到十只手指算两翻都还算不完,如此一来要能完整搞定周边设定已不在是一门简单的任务了。


CIPs : 以前的 MCU 周边简单注重的是程式的撰写,但新一代 MCU 所提供的丰富周边,导致设计师面对这些多样化的周边设定程序俨然形成一种新的挑战。举例来说,早期的 MCU 我们所提到的周边不外乎都是一些标准的周边如: Timer, UART, SPI, I2C, ADC, PWM 等耳熟能详的周边。基本上这些标准周边在做设定时都是可单独设定的,且周边之间的关联性都很单纯,如Microchip 早期的 PIC16F887 之类所支援的周边。但现今MCU 的进展如前言所述,新推出的周边也日新月异,以Microchip 为例这些经强化后的新周边称之为“独立于核心外的周边“(Code Independent Peripherals, 简称CIPs),顾名思义也就是这些CIP 周边可独自运作无需耗用MCU 的能力,如此一来可大大提升整个MCU 的效能(Performance)。


CIP 的周边有别于传统标准周边,因为 CIP 完成初始设定后即可独立运作无需MCU 的介入。如右图所示,如此众多的周边在设定上如果没有个图型化 (GUI) 的人机设定介面,对设计师而言将会是一个困难的挑战。举例来说这些CIP 周边在 MCU 内部都可相互连接,只要对暂存器做输出、入的内部连线设定即可。说是简单但实际在暂存器的连线设定确是一大难题,如何协助设计师解决此问题呢!
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